[发明专利]一种石墨烯电热板及其制备方法

说明书

本发明涉及电热板技术领域，公开了一种石墨烯电热板，包括绝缘层和石墨烯发热层，所述绝缘层上设有聚热槽，石墨烯发热层附着在绝缘层上。本发明的目的是解决现有石墨烯电热板处储热能差的问题，具体提供一种具有优异储热能的石墨烯电热板及其制备方法。

技术领域

本发明涉及电发热板技术领域，具体涉及了一种石墨烯电热板及其制备方法。

背景技术

电热板主要采用电能转化为热能，利用电阻加热丝加热传输热能，在工业、农业等众多领域应用广泛。石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，据研究，石墨烯具有非常好的热传导性能，纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。因此，将石墨烯用于电热板上将会极大的提高电热板的热传导性。

目前的石墨烯电热板多采用石墨烯涂层（线条式的）作为导电材料，石墨烯耐高温，但石墨烯的电导率较高，电阻较小，发热效果并不明显，另外，石墨烯发热板的热传导性极强，也就导致一定程度上散热也快，储热能的效果较差。

发明内容

本发明的目的是解决现有石墨烯电热板处储热能差的问题，具有提供一种具有优异储热能的石墨烯电热板及其制备方法。

本发明的基础技术方案为：

一种石墨烯电热板，包括绝缘层和石墨烯发热层，所述绝缘层上设有聚热槽，石墨烯发热层附着在绝缘层上。聚热槽具有将热能聚集在凹槽内，减缓热能的传导。从而解决石墨烯电热板的储热能问题，延缓热能的损失。

进一步，聚热槽为设于绝缘层上向绝缘层内部凹陷的凹槽，所述凹槽的槽口面积小于凹槽槽体的最大横截面面积；所述的凹槽内填充有保温材料。聚热槽为向绝缘层凹陷的凹槽，热能聚集在凹槽内，槽口的面积小于凹槽槽体的最大横截面面积，即热能聚集在槽体内，开口小即可降低热能的散失；热能通过凹槽内的保温材料储存热能，进一步解决储热能问题。

进一步，凹槽设有多组，多组凹槽包括大凹槽组和小凹槽组，小凹槽组的小凹槽设于大凹槽组的大凹槽之间。大凹槽、小凹槽组合，充分利用空间。

进一步，凹槽的内壁为平滑过渡，凹槽的槽体呈球形或椭球形。平滑过渡，球形或者椭球形的凹槽，凹槽内的保温材料表面积最大，储存热能的效能更高。

进一步，石墨烯发热层设置有多层，绝缘层的两侧均设有石墨烯发热层。多层加强热能储存。

进一步，石墨烯发热层的原料包括，石墨烯发热材料和导热粘接料，石墨烯发热材料的原料包括有纳米石墨烯粉末、纳米金属粉末和石墨烯分散剂，且石墨烯发热材料的原料的质量比例为：1:1-2:0.3-0.5。纳米金属粉末与那么石墨烯粉末的结合，一方面提高加热效果，另一方面拥有优异的电热传导效果，分散剂则是因为纳米石墨烯粉末由于比表面小，表面张力大，容易团聚，不易分散，分散剂的加入为了更好的分散纳米石墨烯粉末；导热粘接材料用于将石墨烯发热材料粘接固定，现有技术中石墨烯在分散时，为了保证分散的效果，通常石墨烯与分散剂的比例为1:1，本发明中可以将分散剂的比例降低至0.3-0.5，从而大大降低分散剂的使用量，提高石墨烯的导热性能。

本发明还提供另一个发明的基础方案：石墨烯电热板的制备方法，石石墨烯发热层的制备方法，包括有喷涂步骤，将石墨烯发热材料采用静电喷涂工艺喷涂于附着有导电溶液的绝缘层上。静电喷涂是根据静电吸引的原理，被涂物作为正极，雾化器接高压电作为负极，即附着有导电溶液的绝缘层为正极，石墨烯发热材料为负极，利用带负极的雾化器喷涂，使得喷涂的石墨烯发热材料均匀平整地附着于绝缘层上。